水热和碱醇联合预处理麦草结构解析及酶解性能研究

采用水热(高温液态水)和碱醇联合预处理麦草秸秆,对处理后的物料进行组成分析和酶解研究,并对碱醇预处理液中的木质素进行回收提纯及结构表征。结果表明:水热预处理对半纤维素和酸溶木质素有较好的溶出作用,溶出率随水热温度的升高而增加。190℃为较优的水热处理温度,此温度下半纤维素和酸溶木质素的溶出率分别为76.56%和83.52%。碱醇预处理可将酸不溶的木质素从物料中有效分离,最终得到富含纤维素的物料(纤维素含量为89.71%)。X射线衍射(XRD)检测结果表明,由于半纤维素和木质素的溶出,物料的结晶度指数有所增大,从原料的28.80%增至预处理后的32.29%～33.59%。水热和碱醇联合预处理物料经30 FPU/g(以纤维素质量计)纤维素酶和30 IU/g的β-葡萄糖苷酶酶解72 h,物料的纤维素酶解率明显提高,达到94.97%,是麦草原料直接酶解的6.1倍。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)对回收木素进行结构表征,结果表明与原料磨木木素相比,回收木质素中除部分C■O和C—O—C发生断裂外,其他基团得到较好的保留,回收木质素作为预处理副产物具有较大的应用价值。     

细叶桉CTMPH2O2高白度漂白

对细叶桉ＣＴＭＰ进行了单段及两段Ｈ２Ｏ２漂白研究，确定了Ｈ２Ｏ２漂白适宜的工艺条件。     

双螺杆预浸渍磨浆机制浆性能研究

选取苏北地区不同品质的杨木加工剩余物为原料,采用一种我国自主研发出来的新型预浸磨浆系统以及常规的高浓盘磨对比研究不同品质杨木加工剩余物对化学机械法制浆性能的影响。研究结果表明:杨木加工剩余物的质量对制取化机浆的制浆得率、磨浆能耗、纸浆白度及纸浆的强度性能均有不同程度的影响。在相同H2O2用量为7.0%,NaOH用量6.0%条件下,以品质较好的杨木加工剩余物为原料,采用双螺杆新型预浸磨浆系统制得化机浆的得率可达85.6%左右,纸浆白度值81%ISO以上,在游离度为300mlCSF条件下,抗张强度可达到33N.m/g以上;以品质较差的杨木加工剩余物为原料,制浆得率为84.2%,纸浆白度为73%左右,抗张强度为29N.m/g。另外,采用双螺杆新型预浸磨浆系统比采用高浓盘磨制浆磨浆电耗上可节省30%左右,制浆得率、纸浆白度及纸浆的强度性能差异不大。     

中心复合设计优化稀酸水解竹黄制备戊糖的研究

为充分提取竹黄废屑原料中的半纤维素组分,论文采用中心复合实验设计方法(Central composite design,CCD),以戊糖得率为评价指标,对竹黄稀酸预水解工艺进行了优化。结果表明,各因素的影响顺序为反应温度(X1)硫酸浓度(X3)反应时间(X2);固定固液比(w/v)为1∶10时,竹黄半纤维素最佳水解条件为水解温度120.5℃,水解时间2.32h,硫酸质量分数4.66%,在此条件下戊糖收率为78.67%,底物失重率为21.93%。通过验证实验表明,本研究方法对于竹黄半纤维素水解条件优化是可靠的。     

JXM预浸渍系统磨浆机与P-RC APMP制浆技术的比较

本文通过对苏北杨木板皮采用JXM预浸渍系统磨浆机制取漂白化学机械浆,评价其制浆性能,并与盘磨(P-RC APMP)工艺技术制浆性能进行对比研究,旨在探索一种适合我国国情的漂白化学机械浆的新型预浸渍磨浆系统。研究结果表明,JXM预浸渍磨浆机和P-RC APMP两种磨浆方式中,JXM磨浆加后续盘磨磨浆的制浆方式,制得的纸浆性能与P-RC APMP纸浆性能相近,但总体磨浆能耗可以节约30%以上,节水20%以上。     

竹材加工剩余物的应用探究

为有效提高木质纤维原料的综合利用率,笔者提出了用酸性亚硫酸氢钠预处理分离半纤维素和纤维素的工艺。以竹浆产业加工剩余物为原料,进行了原料预处理、戊糖脱水环化和木素脱除的一系列实验。实验结果表明:亚硫酸氢钠预处理可以实现聚戊糖大部分水解,水解率达到90.78%;在非最优条件下,采用Milox溶剂法进行水解底物木素脱除,木素脱除率达到98.91%。     

药液回用的桉木化机浆节水漂白性能研究

对漂白滤液回用的桉木化机浆漂白开展了研究。本研究所使用的桉木化机浆漂白性能良好,2%H2O2用量可以将之漂白至白度80%ISO以上。单次回用漂白滤液,浆料的漂白白度增加了0.3%I S O,多次回用对漂白性能没有出现明显负面影响。经过多达7次的漂白滤液回用的漂白,与常规漂白比较,白度仅略有下降。对药液回用的漂白浆料的得率、漂白滤液的残余H2O2含量、COD、电导率等分析结果表明,随着漂白滤液回用次数的增加,漂白残液的残余H2O2略有降低,COD和电导率逐渐增加;随着漂白滤液回用至5次以上,漂白滤液的电导率和C OD达到一稳定值。对浆料的物理指标的分析结果表明:漂白滤液回用对漂白浆的松厚度、抗张、耐破和撕裂强度等物理性能没有明显不良影响。使用漂白滤液回用的漂白技术,每生产1t桉木漂白化机浆可望节约2m3新鲜水,10kg Na2Si O3和0.5kgD TPA。     

纳米纤维素晶体的性能研究

竹子溶解浆经植物粉碎机预处理,再用硫酸水解制备纳米纤维素晶体(NCC)。利用马尔文激光粒度仪、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、热重分析仪(TGA)对原料及纳米纤维素晶体的尺寸、形貌、晶体特性、结构和热性能进行表征。结果表明:NCC的Z均粒径为128.7nm;竹浆经机械粉碎部分纤维长链被切断;由TEM图观察可知NCC为棒状,直径5~10nm,长度100~200nm;竹浆及NCC属于纤维素Ⅰ型,结晶度由竹浆的64.27%提高到72.04%;FTIR图谱表明竹浆与NCC化学结构基本一致;TGA分析表明NCC的热稳定性低于竹浆,但NCC的降解速率较竹浆缓慢,并且NCC的热解残余率增大。     

碳纤维纸的制备及其匀度表征

开展了碳纤维纸张制备及匀度表征的研究,结果表明:为了获得匀度相对较好的碳纤维纸,植物纤维纸浆适宜的打浆度选择在45~50°SR之间;在碳纤维含量5%时,碳纤维纸张的耐破指数不低于5kPa.m2/g,撕裂指数均大于8.0mN.m2/g,裂断长都在6km以上,所以碳纤维含量选择5%较为合适;在碳纤维长度4mm的条件下,匀度均方差较小,即纸张匀度较好。     

竹黄酸性亚硫酸氢钠水解提取戊糖的条件优化

以造纸厂生产线的竹黄废屑为原料,对固液比、温度、时间和加药量等影响酸性亚硫酸氢钠预水解的主要条件进行了优化,并与稀酸水解进行比较。实验结果表明,在温度175℃,固液比1∶5,时间30min,硫酸浓度1%,亚硫酸氢钠浓度1.77%时,戊糖收率达到78.57%,水解底物得率为78.28%。在最优条件下亚硫酸钠水解的戊糖收率高于稀酸水解收率。竹黄废屑具有制备糠醛的潜在应用前景,经亚硫酸氢钠预水解后的残渣可以用于制备生物乙醇。